专利名称：一种抽油机调速拖动装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及油田游梁式抽油机调速拖动装置。
背景技术：
在目前的石油开采中，广泛采用游梁式抽油机。这种抽油机属于带负荷启动设备， 稳定运转所需的转矩较小，而在启动时所需转矩很大。为了满足这种特定负载的需要，多年 来，国内外游梁抽油机拖动装置一直是采用普通电机，在选择电机容量时，需要以满足抽油 机最大功率需求为原则，使得抽油机拖动装置普遍存在大马拉小车现象，这虽然解决了启 动问题，但普通电机正常运行是在轻载状态，降低了电网的功率因数和电机的效率，增加了 无功消耗，造成能源浪费。尤其对于低产油井，普通电机转速不可调整，只得改变皮带轮对 抽油机冲次进行有级粗调，达不到低速无极冲次调整这种要求。
发明内容为了解决现有抽油机拖动装置驱动能耗高的技术问题，本实用新型提供了一种抽 油机调速拖动装置，使抽油机拖动装置的电机具有高效率、高功率因数的同时，具有较高的 启动性能和较大的过载能力，并且电机效率曲线比较平直，低负荷时也具有很高的效率。本实用新型的技术解决方案是一种抽油机调速拖动装置，其不同之处在于所述调速拖动装置包括伺服电机3 以及控制系统，所述控制系统包括控制单元7、操作面板6、驱动电路和转速反馈电路，所述驱动电路包括整流单元12、功率模块8 ；所述整流单元12可将工频三相交流 源整流成直流电压并输出，所述功率模块8将整流单元12输出的直流电压变换成高于工频 的三相交流电压并送入伺服电机3 ；所述转速反馈电路包括与伺服电机3同轴转动的旋转编码器4、可将旋转编码器4 输出信号转换成数字信号并送入控制单元7的速度检测单元9 ；所述操作单元6用于设定转速参数并将设定的转速参数送入控制单元7 ；所述控制单元7可根据设定的转速参数和速度检测单元送入的转速信号生成功 率模块的控制信号，该信号用于控制功率模块8输出的三相交流电压信号的频率。上述调速拖动装置还包括能量反馈电路，所述能量反馈电路包括逆变单元10和 滤波单元11，所述逆变单元10的输入端与整流单元12的输出端相连；所述逆变单元10的 输出端与滤波单元的输入端相连；所述滤波单元的输出端接工频三相交流电源。上述调速拖动装置还包括热保护单元，所述热保护单元包括设置在电机内的热敏 电阻13，所述热敏电阻13的信号送入控制单元7。上述伺服电机为三相交流同步电机。本实用新型所具有的有益效果1、本实用新型拖动装置采用伺服电机可实现0到额定转速之间的转速调节，满足 抽油机调整冲次的要求，降低作业强度，调速操作简便，大大降低了现场工人的作业强度。[0015]3、节能效果显著。本实用新型拖动装置采用伺服电机，根据实际应用统计数据 计算，伺服系统较原驱动方式具有显著的节电效果，减少有功电量15% _45%，无功电量 80%-95%;电动机功率因数大于0.9。相对而言，对于高产油井即抽油机负载越大、冲次频 率越低，节电效果越明显。4、本实用新型的伺服电机内置热敏电阻，确保电机安全，延长电机使用寿命。
图1为本实用新型拖动装置的结构示意图；其中3_伺服电机，4-旋转编码器，5-空气开关，6-操作面板，7-控制单元，8_功 率模块，9-速度检测单元，10-逆变单元，11-滤波单元，12-整流单元，13-热敏电阻。
具体实施方式
如图1为本实用新型的结构示意图，其包括伺服电机3以及控制系统，伺服电机3 为三相交流同步电机，控制系统包括控制单元7、操作面板6、驱动电路、能量反馈电路、热 保护单元和转速反馈电路，驱动电路包括整流单元12、功率模块8 ；整流单元12可将工频三 相交流源整流成直流电压并输出，功率模块8将整流单元12输出的直流电压变换成高于工 频的三相交流电压并送入伺服电机3 ；转速反馈电路包括与伺服电机3同轴转动的旋转编 码器4、可将旋转编码器4输出信号转换成数字信号并送入控制单元7的速度检测单元9 ； 操作单元6用于设定转速参数并将设定的转速参数送入控制单元7 ；热保护单元包括设置 在电机内的热敏电阻13，所述热敏电阻13的信号送入控制单元7 ；控制单元7可根据设定 的转速参数和速度检测单元送入的转速信号生成功率模块的控制信号，该信号用于控制功 率模块8输出的三相交流电压信号的频率；控制单元还可根据热敏电阻的输出信号切断伺 服电机3的输入电压；能量反馈电路包括逆变单元10和滤波单元11，所述逆变单元10的 输入端与整流单元I2的输出端相连；所述逆变单元10的输出端与滤波单元的输入端相连； 所述滤波单元的输出端接工频三相交流电源。工作时，打开空气开关5，整流单元将三相工频交流电源信号整流成直流信号，功 率单元根据控制单元的控制信号将直流信号逆变成比工频频率高的三相交流驱动信号驱 动伺服电机，与伺服电机同轴旋转的旋转编码器将输出信号送入转速检测单元，转速检测 单元将转速反馈信号送入控制单元，形成转速闭环反馈回路，从而控制伺服电机的转速。当拖动系统工作在轻载状态时，能量反馈电路将整流单元输出的多余能量通过逆 变单元转换成三相交流电压，再经过整流后送回三相交流电源中。
权利要求一种抽油机调速拖动装置，其特征在于所述调速拖动装置包括伺服电机(3)以及控制系统，所述控制系统包括控制单元(7)、操作面板(6)、驱动电路和转速反馈电路，所述驱动电路包括整流单元(12)、功率模块(8)；所述整流单元(12)可将工频三相交流源整流成直流电压并输出，所述功率模块(8)将整流单元(12)输出的直流电压变换成高于工频的三相交流电压并送入伺服电机(3)；所述转速反馈电路包括与伺服电机(3)同轴转动的旋转编码器(4)、可将旋转编码器(4)输出信号转换成数字信号并送入控制单元(7)的速度检测单元(9)；所述操作单元(6)用于设定转速参数并将设定的转速参数送入控制单元(7)；所述控制单元(7)可根据设定的转速参数和速度检测单元送入的转速信号生成功率模块的控制信号，该信号用于控制功率模块(8)输出的三相交流电压信号的频率。
2.根据权利要求1所述的抽油机调速拖动装置，其特征在于所述调速拖动装置还包 括能量反馈电路，所述能量反馈电路包括逆变单元(10)和滤波单元(11)，所述逆变单元 (10)的输入端与整流单元(12)的输出端相连；所述逆变单元(10)的输出端与滤波单元的 输入端相连；所述滤波单元的输出端接工频三相交流电源。
3.根据权利要求1或2所述的抽油机调速拖动装置，其特征在于所述调速拖动装 置还包括热保护单元，所述热保护单元包括设置在电机内的热敏电阻(13)，所述热敏电阻 (13)的信号送入控制单元(7)。
4.根据权利要求3所述的抽油机调速拖动装置，其特征在于所述伺服电机为三相交 流同步电机。
专利摘要本实用新型涉及一种抽油机调速拖动装置，调速拖动装置包括伺服电机(3)以及控制系统，控制系统包括控制单元(7)、操作面板(6)、驱动电路和转速反馈电路。其解决现有抽油机拖动装置驱动能耗高的技术问题，本实用新型具有高效率、高功率因数的同时，具有较高的启动性能和较大的过载能力，并且电机效率曲线比较平直，低负荷时也具有很高的效率。
文档编号H02P6/16GK201594807SQ20092024556
公开日2010年9月29日 申请日期2009年12月2日 优先权日2009年12月2日
发明者吕洪光, 张燕 申请人:西安航天远征流体控制股份有限公司